Une pompe à chaleur est un dispositif électrique qui fonctionne en extrayant la chaleur de l’intérieur de votre logement et en la transférant à l’extérieur.
Il ne s’agit pas d’une nouvelle technologie, car elle est déjà utilisée dans le monde entier depuis des décennies.
Fonctionnement d’une pompe à chaleur
Une pompe à chaleur transfère la chaleur en faisant circuler un réfrigérant via un cycle de condensation et d’évaporation.
Un compresseur assure le pompage du fluide frigorigène entre deux serpentins d’échangeur de chaleur.
Dans l’un des serpentins, le réfrigérant s’évapore à basse pression, tout en absorbant la chaleur de son environnement.
Le fluide frigorigène est alors comprimé vers l’autre serpentin, où il va se condenser à haute pression. À ce moment, il va libérer la chaleur qu’il a absorbée.
Les climatiseurs et les réfrigérateurs sont deux exemples de pompes à chaleur, mais ils fonctionnent uniquement en mode refroidissement.
Un réfrigérateur est comme une sorte de boîte isolée à laquelle est connecté un système de pompe à chaleur.
Le serpentin de l’évaporateur se trouve à l’intérieur du caisson, notamment dans le compartiment congélateur.
La chaleur est absorbée à cet endroit puis transférée vers l’extérieur situé derrière ou sous l’unité où se trouve le serpentin du condenseur.
Un climatiseur fonctionne de la même manière en transférant la chaleur de l’intérieur de votre logement vers l’extérieur.
Le cycle d’une pompe à chaleur est réversible, et c’est pour cette raison qu’elle peut assurer à la fois la climatisation de votre logement tout au long de l’année.
Autrement dit, elle peut chauffer l’intérieur en hiver et le refroidir et le déshumidifier en été.
Comme le sol et l’air extérieur contiennent toujours une certaine quantité de chaleur, votre installation peut fournir de la chaleur à une maison même pendant les journées les plus froides.
Le modèle de pompe à chaleur le plus utilisé fonctionne en absorbant la chaleur de l’air extérieur en hiver pour pouvoir la rejeter dans l’air extérieur en été.
Mais il existe aussi d’autres modèles comme les pompes à chaleur géothermiques qui tirent la chaleur de l’eau souterraine ou du sol.
Prenons l’exemple d’une pompe à chaleur géothermique pour mieux vous expliquer le fonctionnement d’un tel système.
Évaporation
Une pompe à chaleur a une source de chaleur extérieure et une sortie intérieure. Les sources extérieures peuvent être l’air ambiant, le sol, les eaux souterraines, etc.
L’énergie provenant de ces sources est infinie et donc renouvelable. Cette énergie représente environ 75 % de l’énergie utilisée pour faire fonctionner le dispositif.
Le fluide dans les tuyaux souterrains absorbe la chaleur du sol.
L’échangeur de chaleur extérieur ainsi que l’évaporateur utilise l’énergie thermique de la source extérieure pour faire bouillir le réfrigérant pour pouvoir le transformer en état gazeux.
Le sol a une température stable d’environ 10 à 12 °C tout au long de l’année.
Cette température est suffisante pour chauffer le réfrigérant, étant donné que son point d’ébullition est très bas.
Il n’a donc besoin que d’une température très basse pour se réchauffer.
Compression
Le fluide frigorigène arrive ensuite au cœur de la pompe à chaleur, c’est-à-dire dans le compresseur.
Ce dernier comprime le fluide frigorigène à l’état gazeux à une pression élevée, entraînant ainsi une augmentation de la température.
La haute pression réchauffe le gaz et, pour faire fonctionner le compresseur, il faut de l’énergie supplémentaire (de l’électricité, du gaz ou de l’énergie thermique).
Cette énergie représente 25 % de l’énergie totale nécessaire pour faire fonctionner la pompe à chaleur.
Si on utilise de l’électricité verte, par exemple par le biais d’un panneau photovoltaïque, le dispositif utilise 100 % d’énergies renouvelables et il est donc neutre en termes d’émission de CO2.
Condensation
Du côté de la sortie du compresseur, la vapeur chaude et hautement pressurisée passe à travers le second échangeur de chaleur (le condenseur).
Cet échangeur de chaleur permet au réfrigérant de libérer la chaleur dans le système de chauffage de votre logement, de sorte que le réfrigérant se condense, c’est-à-dire qu’il passe de l’état gazeux à l’état liquide.
La sortie intérieure peut être un système d’air (comme celui installé dans les climatiseurs typiques) ou d’un système hydraulique (à base d’eau), où la pompe à chaleur est reliée à des radiateurs ou à un système de chauffage par le sol.
Pour la fourniture d’eau chaude sanitaire, l’unité intérieure peut être équipée d’un réservoir de stockage d’eau chaude dont le contenu peut aller jusqu’à plusieurs centaines de litres.
Expansion
Pour finir, le réfrigérant condensé passe par un dispositif d’abaissement de la pression, à savoir la soupape de détente.
Le réfrigérant liquide à basse pression entre alors dans un autre échangeur de chaleur (l’évaporateur), dans lequel le fluide absorbe la chaleur et bout.
À partir de là, le cycle recommence.
Avantages d’une pompe à chaleur
Si vous voulez investir dans un tel dispositif, il est important de vous informer sur ses avantages et inconvénients.
Le pompage du réfrigérant consomme moins d’électricité par rapport aux chaudières et aux climatiseurs.
De plus, pendant l’été, le cycle peut être inversé et l’appareil peut donc agir comme un climatiseur.
En fait, il s’agit d’un système écologique, plus facile à installer et plus abordable.
Une pompe à chaleur représente l’alternative la plus efficace aux systèmes à combustible, tant pour le refroidissement que pour le chauffage.
Bien entendu, les chaudières à gaz font un assez bon travail, et leur rendement est proche de 98 %, mais elles ne représentent pas une solution à long terme à cause de leur empreinte carbone.
Une pompe à chaleur, quant à elle, peut fournir une puissance de chauffage et de refroidissement supérieur à la quantité d’électricité qu’elle utilise pour bien fonctionner.
Un dispositif correctement conçu et installé peut fournir un rendement de plus de 300 %.
Pompe à chaleur vs chaudière à gaz
Les chaudières et les pompes sont deux options populaires qui permettent pour chauffer une maison.
Pourtant, elles fonctionnent de manière très différente, et chacune a ses propres avantages et inconvénients.
Les mythes et vérités sur la pompe à chaleur contre les chaudières
Il existe de nombreux avis sur la question de savoir si vous devez installer une chaudière à gaz ou une pompe à chaleur.
Voici les quelques mythes et vérité, afin que vous puissiez prendre une décision éclairée.
Mythe n° 1 — Une chaudière à gaz est le meilleur moyen de chauffer un logement
Une chaudière n’est pas toujours le meilleur moyen de chauffer une maison.
Si vous n’avez pas de conduites de gaz qui mènent à votre maison, il n’est pas possible de mettre en place une telle installation.
Elle peut produire une chaleur extrêmement élevée, ce qui signifie que la température de votre maison peut rapidement atteindre le réglage voulu.
Mais elle peut également laisser des points froids autour de votre maison et provoquer une sécheresse de la peau.
De plus, une chaudière à gaz peut produire du gaz carbonique, lequel peut représenter une menace si votre installation n’est pas correctement installée, surveillée et inspectée.
Les pompes à chaleur peuvent alors être un meilleur choix dans certaines régions, notamment lorsque les hivers sont plus doux.
Dans les régions qui ne connaissent pas de températures inférieures au point de congélation, une pompe à chaleur consomme moins d’énergie et peut être plus efficace qu’une chaudière.
Mythe n° 2 — Une pompe à chaleur ressemble à un climatiseur
Une pompe à chaleur fonctionne de la même manière qu’un climatiseur, mais sa fonction est un peu différente.
Un climatiseur prend par exemple de l’air chaud à l’intérieur de votre maison et le pompe à l’extérieur de votre maison.
Une pompe à chaleur, elle, prend l’air chaud à l’extérieur de votre maison pour ensuite le pomper à l’intérieur de votre maison.
Lorsque la pompe à chaleur aspire l’air chaud de l’extérieur de votre maison, elle le déplace dans un appareil de traitement de l’air installé sur l’unité intérieure de votre logement.
L’appareil de traitement de l’air est doté d’un serpentin et de bandes chauffantes à l’intérieur.
Lorsqu’il déplace l’air au-dessus du serpentin, il chauffe l’air, puis un ventilateur se trouvant à l’intérieur de l’appareil de traitement de l’air souffle l’air chaud via les évents de votre maison.
Mythe n° 3 – Une pompe à chaleur ne chauffe pas votre maison aussi bien qu’une chaudière
Une pompe à chaleur est un moyen efficace de chauffer votre maison dans de nombreuses régions, notamment si celles-ci se trouvent dans des climats plus modérés.
Les économies que vous pouvez réaliser en installant un dispositif fonctionnant au gaz naturel pourraient ne pas être aussi importantes que dans les climats plus froids.
Mythe n° 4 — Les chaudières à gaz sont plus efficaces que les pompes à chaleur
Dans la plupart des cas, un système fonctionnant au gaz est moins cher celui utilisant l’électricité, ce qui rend les chaudières à gaz plus rentables que les pompes à chaleur électriques dans les régions où les températures sont plus froides.
Cependant, les chaudières à gaz ne sont pas toujours plus efficaces que les pompes à chaleur.
Dans les régions où les températures sont plus fraîches (40-60 degrés), une pompe à chaleur peut être plus efficace et plus rentable.
Mythe n° 5 – Une chaudière est moins chère qu’une pompe à chaleur
Il peut être moins cher de chauffer une maison au gaz naturel dans une région plus froide, mais pas dans une région plus chaude.
Le coût initial de l’installation d’une pompe à chaleur est généralement moins élevé que celui de l’installation d’une chaudière.
De plus, si vous n’avez pas de conduites de gaz naturel qui mènent à votre maison, vous devez faire installer les conduites de gaz pour pouvoir utiliser une chaudière à gaz, ce qui peut être extrêmement coûteux.
Mythe n° 6 — Il n’existe qu’un seul type de pompe à chaleur
En réalité, il existe trois types de pompes à chaleur :
- Air-air
- Minisplit sans conduit
- Géothermique.
La pompe à chaleur air-air est le type de pompe à chaleur le plus utilisé et qui fonctionne en déplaçant l’air chaud extérieur vers l’intérieur de votre logement.
Une pompe à chaleur air-air sans conduit et minisplit est similaire à un climatiseur de fenêtre.
C’est une petite unité à air doté d’un condenseur/compresseur extérieur et d’une unité de traitement de l’air intérieur.
Enfin, une pompe à chaleur géothermique utilise la chaleur stockée dans le sol (qui est d’environ 50 à 60 degrés) pour chauffer votre logement.
Elle utilise cette chaleur pour chauffer l’air avant de le souffler à l’intérieur d’une pièce.
Comment les pompes à chaleur peuvent-elles économiser de l’énergie ?
En Europe, le chauffage est responsable d’environ 25 % des émissions de gaz à effet de serre.
Il faut donc tout mettre en œuvre pour trouver des moyens de réduire cette émission excessive.
L’efficacité énergétique d’une pompe à chaleur peut être plus de trois fois supérieure à celle d’un système de chauffage électrique, tel qu’une chaudière.
De plus, elle n’a pas besoin de combustibles fossiles pour produire de l’énergie, sans oublier qu’elle ne pollue pas l’air.
Pour produire de la chaleur, il faut consommer de l’énergie sous forme d’électricité par exemple en en brûlant du gaz naturel, qui provient souvent de combustibles fossiles.
La production de chaleur de cette manière n’est pas très efficace, car vous obtenez souvent moins d’énergie que vous n’en consommez.
En règle générale, pour une pompe à chaleur à air, vous obtenez trois kilowatts et demi de chaleur en lui fournissant 1 kilowatt d’énergie.
Et il n’y a aucun inconvénient, notamment si vous utilisez de l’énergie provenant de sources renouvelables comme l’eau, le vent ou le soleil pour la faire fonctionner.
Et même l’électricité du réseau devient plus verte grâce à l’augmentation du quota de sources d’énergie renouvelables.
Il existe actuellement des unités qui sont conçues pour un usage commercial et résidentiel.
Ils sont légers et regorgent de solutions intelligentes, impliquant une faible consommation d’énergie, un rendement et une connectivité totale pour qu’elles puissent s’intégrer facilement dans vos systèmes domotiques.
Prix d’une pompe à chaleur
Le budget à prévoir lorsque vous voulez installer une pompe à chaleur est généralement élevé, compte tenu de l’installation de l’ensemble du système.
Cependant, les coûts peuvent varier d’un modèle à l’autre.
La fourchette de prix typique pour une telle installation est de 8 000 et 49 000 euros, auxquels il faudra ajouter les frais de fonctionnement.
Les coûts de fonctionnement d’une pompe à chaleur air/eau commencent par exemple à 7 000 euros et peuvent aller jusqu’à 19 000 euros, tandis que les coûts des pompes à chaleur géothermiques peuvent atteindre 49 000 euros.
À noter que les coûts de fonctionnement d’une pompe à chaleur dépendent de la taille de votre logement et de ses propriétés d’isolation.
Vous devez savoir toutefois que les coûts de fonctionnement d’une pompe à chaleur sont généralement inférieurs à ceux des systèmes précédents.
L’aspect le plus important lorsque vous installez une pompe à chaleur est qu’elle doit être mise en place selon les règles de l’art.